Fotoconversão de co2 em produtos com valor agregado: estudo experimental e teórico

• Processo: 18/09723-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2020
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Tecnologia Química
• Pesquisador responsável: Francisco Guilherme Esteves Nogueira
• Beneficiário: Francisco Guilherme Esteves Nogueira
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Carlos
• Pesquisadores associados: André Esteves Nogueira ; Cauê Ribeiro de Oliveira ; Luis Augusto Martins Ruotolo ; Teodorico de Castro Ramalho
• Assunto(s): Semicondutores Hematita Nióbio Fotocatálise
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: fotocatalise | Fotoconversão de dióxido de carbono | Niobio | Óxido De Ferro | semicondutores | Materiais Fotocatalíticos

Resumo

Nas últimas décadas com o crescimento populacional e o aumento na atividade industrial a demanda por energia aumentou de maneira significativa. No entanto, grande parte da energia consumida é proveniente da queima de combustíveis fósseis, os quais emitem grandes quantidades de gases que podem levar a um aumento na temperatura da terra. Entre estes gases destaca-se o dióxido de carbono (CO2) um dos principais causadores do efeito estufa. Assim, a necessidade do desenvolvimento de novas tecnologias economicamente e energeticamente viáveis para produção de energia através de rotas limpas e sustentáveis é fundamental. Entre estas tecnologias pode-se destacar o processo de fotoconversão do CO2 (fotossíntese artificial) em produtos com valor agregado, tais como hidrocarbonetos, álcoois, ácidos orgânicos, entre outros. Dentro deste contexto, este projeto tem como objetivo o desenvolvimento de semicondutores a base de pentóxido de nióbio (Nb2O5) modificados com ferro (Fe) e/ou zinco (Zn) para fotorredução do CO2. Além disso, será realizado um estudo minucioso da estrutura e da morfologia desses materiais, bem como estudos teóricos computacionais, que darão suporte para a investigação das propriedades fotocatalíticas. Para o estudo estrutural e morfológico, os materiais obtidos serão caracterizados por espectroscopia de absorção de raios X (XAS), difratometria de raios X (DRX), espectroscopia de espalhamento Raman, espectroscopia de reflectância difusa (DRS), análise térmica (TG-DSC), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução (HRTEM) e fisisorção de nitrogênio. Também serão realizados estudos teóricos visando uma maior compressão das propriedades eletrônicas e das ligações interatômicas dos materiais, bem como os mecanismos envolvidos no processo de conversão do CO2. (AU)

Publicações científicas

(11)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

ANDRADE, TATIANA S. S.; OLIVEIRA, ANDREIA T. T.; RODRIGUEZ, MARIANDRY; PEREIRA, MARCIO C. C.; SA, BARBARA A. C.; BRUZIQUESI, CARLOS G. O.; SALOMAO, PEDRO E. A.; NOGUEIRA, FRANCISO G. E.; DE OLIVEIRA, LUIZ CARLOS ALVES. W:BiVO4-WO3-V2O5 heterostructures increase light absorption and charge transport in photoanodes for water splitting. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING, v. 10, n. 2, p. 7-pg., 2022-02-02. (18/09723-9)

ANDRADE, TATIANA S.; NETO, ANTERO R. S.; NOGUEIRA, FRANCISCO G. E.; OLIVEIRA, LUIZ C. A.; PEREIRA, MARCIO C.; LIANOS, PANAGIOTIS. Photo-Charging a Zinc-Air Battery Using a Nb2O5-CdS Photoelectrode. CATALYSTS, v. 12, n. 10, p. 12-pg., 2022-10-01. (18/09723-9)

COSTA, LARISSA F.; RUOTOLO, LUIS A. M.; RIBEIRO, LUCAS S.; PEREIRA, MARCIO C.; CAMARGO, EMERSON R.; NOGUEIRA, FRANCISCO G. E.. Low-cost magnetic activated carbon with excellent capacity for organic adsorption obtained by a novel synthesis route. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING, v. 9, n. 2, p. 9-pg., 2021-01-21. (18/09723-9, 18/12871-0)

COSTA, LARISSA F.; RUOTOLO, LUIS A. M.; RIBEIRO, LUCAS S.; PEREIRA, MARCIO C.; CAMARGO, EMERSON R.; NOGUEIRA, FRANCISCO G. E.. Low-cost magnetic activated carbon with excellent capacity for organic adsorption obtained by a novel synthesis route. JOURNAL OF ENVIRONMENTAL CHEMICAL ENGINEERING, v. 9, n. 2, APR 2021. (18/12871-0, 18/09723-9)

SILVA, ROBERTA R. M.; OLIVEIRA, JESSICA A.; RUOTOLO, LUIS A. M.; FARIA, ANA L. A.; RIBEIRO, CAUE; NOGUEIRA, FRANCISCO G. E.. Unveiling the role of peroxo groups in Nb2O5 photocatalytic efficiency under visible light. Materials Letters, v. 273, AUG 15 2020. (18/09723-9)

ANDRADE, TATIANA S.; CUNHA SA, BARBARA ANTUNES; NOGUEIRA, FRANCISCO GUILHERME E.; OLIVEIRA, LUIZ CARLOS A.; PEREIRA, MARCIO CESAR. Unassisted photocatalytic hydrogen peroxide fuel cell based on dual photoelectrodes with high performance and stability. Journal of Applied Electrochemistry, v. N/A, p. 10-pg., 2022-11-10. (18/09723-9)

SENA, IZABELA CAMPOS; SALES, DAVI DE OLIVEIRA; ANDRADE, TATIANA SANTOS; RODRIGUEZ, MARIANDRY; DA SILVA, ADILSON CANDIDO; ESTEVES NOGUEIRA, FRANCISCO GUILHERME; RODRIGUES, JAIRO LISBOA; DE MESQUITA, JOAO PAULO; PEREIRA, MARCIO CESAR. Photoassisted chemical energy conversion into electricity using a sulfite-iron photocatalytic fuel cell. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 881, p. 10-pg., 2021-01-15. (18/09723-9)

FARIA, ANA LUIZA A.; CENTURION, HIGOR A.; TORRES, JULIANA A.; GONCALVES, V, RENATO; RIBEIRO, LUCAS S.; RIBERIO, CAUE; DA CRUZ, JEAN C.; NOGUEIRA, FRANCISCO G. E.. Enhancing Nb2O5 activity for CO2 photoreduction through Cu nanoparticles cocatalyst deposited by DC-magnetron sputtering. JOURNAL OF CO2 UTILIZATION, v. 53, NOV 2021. (16/21515-7, 18/12871-0, 18/09723-9)

OLIVEIRA, JESSICA A.; REIS, MARIANA O.; PIRES, MAIRA S.; RUOTOLO, LUIS A. M.; RAMALHO, TEODORICO C.; OLIVEIRA, CAUE R.; LACERDA, LIVIA C. T.; NOGUEIRA, FRANCISCO G. E.. Zn-doped Nb2O5 photocatalysts driven by visible-light: An experimental and theoretical study. Materials Chemistry and Physics, v. 228, p. 160-167, APR 15 2019. (18/09723-9, 18/01258-5, 15/14330-8)

ANDRADE, TATIANA SANTOS; CUNHA SA, BARBARA ANTUNES; SENA, IZABELA CAMPOS; SANTOS NETO, ANTERO RICARDO; ESTEVES NOGUEIRA, FRANCISCO GUILHERME; LIANOS, PANAGIOTIS; PEREIRA, MARCIO CESAR. A photoassisted hydrogen peroxide fuel cell using dual photoelectrodes under tandem illumination for electricity generation. JOURNAL OF ELECTROANALYTICAL CHEMISTRY, v. 881, JAN 15 2021. (18/09723-9)

SA, BARBARA A. C.; ANDRADE, TATIANA S.; DE SOUZA, RAFAEL R.; NETO, ANTERO R. SANTOS; RODRIGUEZ, MARIANDRY; NOGUEIRA, FRANCISCO G. E.; PEREIRA, MARCIO C.. Rechargeable zinc-air battery with bifunctional electrocatalyst of copper oxide and graphene nanoplatelets. Electrochemistry Communications, v. 165, p. 7-pg., 2024-05-22. (18/09723-9)